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塑料气珠膜生产工艺

    在众多的塑料制品中,用高低压聚氯乙烯制成的气珠膜是一种用途十分广泛的包装材料。极常用的一种是一面有凸出气泡,另一面是平滑的二层复合膜。本文阐述的是这种气珠膜的成型工艺及一些关键性的工装设备。

1 生产工艺概述

  气珠膜的生产线由螺杆式挤出机、塑料薄膜挤出模头、气泡成型滚筒组、真空泵、调速马达、导向滚筒组、收卷机及一些传动、支架等辅助构件组成。由螺杆式挤出机将塑料注射入薄膜挤出模头内,模头挤出二幅连续的塑料薄膜。薄膜宽度由模头尺寸确定,其厚度由调整模头的成型口控制。二幅塑料薄膜被引入到一对气泡成型滚筒之间,其中一个是表面光滑的光身滚筒,另一个是表面多孔的滚筒。多孔滚筒表面包一层网眼细小的不锈钢网,一条多孔的橡胶带套在不锈钢网的上面,二幅塑料薄膜实际上在光身滚筒和橡胶带之间穿过。多孔滚筒内沿轴向装有一个抽气箱,抽气箱与真空泵相接使箱内产生负压,抽气箱长方形口的四边与多孔滚筒内壁紧密相接形成一个真空吸附区。面对多孔滚筒的那幅薄膜经过吸附区被吸向多孔滚筒,薄膜穿过橡胶带上的小孔,然后被不锈钢网挡住不能进入滚筒表面的小孔内,这样形成一个个有某种程度高度及直径的气泡。由于二幅塑料薄膜离开模头后温度仍然相当高,所以在穿过一对气泡成型滚筒时被压合粘结在一起,从滚筒出来形成一面有气泡一面是平滑的一幅气珠膜。气珠膜被引导经过一组导向滚筒再进入收卷机,在这里气珠膜被卷成一筒。生产是连续进行的。整个生产过程如图1所示。

图1 气珠膜生产工艺图

2 塑料薄膜挤出模头

  从挤出机出来的塑料通过一个弯管进入模头内。模头的结构如图2(a)。
  组合体二端各有一块挡板(图中未画出),用螺丝固定在模壳上,防止塑料从二端流出。塑料进入模头后沿箭头方向流动。模芯与调整条组成塑料薄膜成型口。模壳两两边各有多个沿模头纵向均匀分布的调整螺丝,用于调校调整条向内或向外移动即调整成型口的宽度,从而控制塑料薄膜的厚度。薄膜的宽度等于模壳的长度(即模芯长度)。模壳外装有电热片,工作时通电加热模头。模头温度太低,塑料流动性降低甚至凝固,温度太高塑料会碳化破环。所以在模壳上钻孔插入一个热电耦,将信号反馈到挤出机电器箱内的温度控制电路上。利用这个电路控制模头电热片工作,令模头内保持合适的温度。模芯的塑料流道排布参看图2(b)。两根长流道各有一排流向模腔的外流道,每排外流道由直径不等的圆孔组成,中间的直径至小,愈向二头直径愈大,保证塑料流体更均匀地流入由模芯与模壳组成的模腔内,再经成型口流出。有助于形成厚薄均匀的薄膜。

(a)模头组合体    (b)模芯A-A载面
图2

3 气泡成型滚筒

  薄膜模头挤出的二幅塑料膜从成型滚筒对的上部拖入两个滚筒之间。滚筒组各部件的安装如图3(a)所示。

(a)成型滚筒组     (b)抽气箱
图3

  三个滚筒外径相同用一部调速电机通过减速箱和链条传动,各个滚筒转速相同,旋转方向见图3。光身滚筒与多孔滚筒的同一端用一对齿数相同的齿轮相互啮合。多孔滚筒轴承座是固定的,但光身滚筒的轴承座是可调的,即可以调整光身滚筒与多孔滚筒之间的距离以适应不同厚薄的塑料膜。抽气箱的外形象一个长方形槽(见图3(b)),槽底连着一根空心长轴,长轴与箱底是整体铸出的。多孔滚筒绕着这根长轴转。抽气箱位置固定,槽口四周边上嵌有一条方框形橡胶密封条,橡胶下边均匀分布弹簧,弹簧弹力使橡胶封条与多孔滚筒内壁紧密接触。长轴长孔两孔口有抽气接头与真空泵连接,通过长孔向箱抽气箱内抽真空,使抽气箱与多孔滚筒内壁之间形成一个负压吸附区,通过滚筒壁的孔、不锈钢网孔及橡胶带孔吸薄膜。橡胶带用硅橡胶制成,可以耐高温。整条橡胶带上都有均匀分布的孔,径6mm(相等于珠膜气泡直径),孔中心距9mm,各排孔交错排列。橡胶带厚度3mm(相等于气泡厚度)。多孔滚筒上孔大小及排布与橡胶带相同。在生产过程中光身滚筒及橡胶带滚筒内部都要通冰水冷却。在光身滚筒上方有一条水管喷出水花冷却塑料薄膜。二幅塑料薄膜通过一对滚筒被压成一幅气珠膜从滚筒下部拉出再经过一组导向滚筒进入收卷机,气珠膜在导向滚筒组上移动时继续冷却至室温及使残留的水分蒸发。为此导向滚筒组形成的传送带需有足够长度,使气珠膜收卷之前有足够时间冷却和吹干,必需时采用一些吸水措施干燥。滚筒组的各滚筒都用链条带动旋转,使全部滚筒外圆周的线速度相等。
  上述设备在生产过程中是需要协调的,所以挤出机马达,滚筒马达及收卷机马达都是调速马达。挤出机的螺杆直径70mm,配用2kW真空泵,每班产可达800公斤气珠膜。此外,多孔橡胶带可以用一个孔排布相同的多孔钢套代替,套在已包有不锈钢网的多孔滚筒外面,并省去一个橡胶带滚筒,因橡胶带是易损件,需定期更换,钢套的使用寿命比橡胶带长得多。但用钢套生产出来的气珠膜,气泡外形不及用橡胶带生产的饱满,肉眼很容易区别出两种方法生产出来的产品。

 
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